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第二十一章 UDP21.1 UDP例程概述 UDP例程可以让W7500EVB实现UDP协议，进行非连接，快速的数据传输。但UDP协议传输数据本身是不稳定的，不会建立连接也不会检查应答，所以可能会造成丢包，但同时由于数据传输过程不需要进行连接过程，也不需要判断响应等，所以其传输速度比TCP协议会快很多。 21.2 UDP协议简介UDP协议是英文UserDatagramProtocol的缩写，即用户数据报协议，主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天，UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。在网络中它与TCP协议一样，处于TCP/IP协议体系中的传输层，处于IP协议的上一层，用于处理数据包。与TCP不同的是，UDP是一种无连接的协议。也就是说，UDP发送数据之前不需要先建立连接（当然发送数据结束时也没必要释放连接），因此减少了时间上的开销。同时，UDP不使用拥塞控制，也不保证可靠交付，因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表。总体来说，UDP是一种不可靠的数据传输协议，能提供比较快速的数据传输速度，但是并不保证数据的正确性。这些特性与TCP刚好相反。 UDP协议支持单播、广播和多播（组播）的通信。 网络之间的节点就好像人们在通话一样，如果一个人跟另外一个人说话，那么就可以称作是“单播”，单播是“一对一”通信，一次只能将数据传输给一个目的地址。网络上绝大部分的数据是以单播形式传输的，比如收发电子邮件、浏览网页。 广播通信则可理解为，一个人通过广播喇叭对在场所有人讲话，是“一对多”，信息一下子就散播开来。广播通信使用广播地址（255.255.255.255），将数据发送给所有的可接收的目的地址。 多播，又叫组播。与广播不同，它是把信息同时传递给一组目的地址，即与多个、在多播组注册的目的地址进行通信。 但广播和多播仅应用于UDP，它们对需将报文同时传往多个接收者的应用来说十分重要。在某些情况下，UDP协议可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，严重影响速度。反观UDP，由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证；在给定的主机上能识别多个目的地址，同时允许多个应用程序在同一台主机上工作，并能独立地进行数据报的发送和接收，包括视频会议、网络电话在内的众多网络应用都需要使用UDP。基于UDP的应用层协议有：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP。 21.3 UDP数据报格式采用UDP的端口来标识，首先UDP端口号可以是固定的，发送方只需要发送数据到指定端口即可。对于不同功能可以分配不同的端口号，来区分不同功能的数据。对于标准功能，也可以预先分配端口号，实现该功能的程序可以申请该端口号，这样，就可以将数据包发往申请的端口来实现此功能。 图21.3.1UDP报文组成结构 UDP源端端口和目的地端口指定了2个16bit的端口号。源端端口号可选，如果指定了，则相应数据包发往该端口，如果没有指定，则设为0。 UDP用户包长度表示了整个UDP数据包的8bit字节数据的数量，包含头部和数据部分，最小为8（数据可以为0）。 UDP校验和用以保证UDP数据包的完整性。该字段可选，没有计算校验和的UDP数据包应该将该字段设为0。 20.4 UDP例程解析 例程初始化部分就不再赘述，有需要的可以查看Network install例程中初始化部分的讲解。下面我们具体分析UDP应用函数。 - 1. int32_t udps(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint16_t port)
- 2. {
- 3. uint16_t size;
- 4.
- 5. switch(getSn_SR(sn)) /*获取socket的状态*/
- 6. {
- 7. case SOCK_UDP : /*socket初始化完成*/
- 8. if((size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0)
- 9. {
- 10. if(size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;
- 11. ret = recvfrom(sn, buf, size, destip, (uint16_t*)&destport);/*W7500接收计算机发送来的数据*/
- 12. printf("%s\r\n",buf);
- 13. if(ret <= 0)
- 14. {
- 15. #ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
- 16. printf("%d: recvfrom error. %ld\r\n",sn,ret);
- 17. #endif
- 18. return ret;
- 19. }
- 20. size = (uint16_t) ret;
- 21. sentsize = 0;
- 22. while(sentsize != size)
- 23. {
- 24. ret = sendto(sn, buf+sentsize, size-sentsize, destip, destport);/*W7500把接收到的数据发送给Remote*/
- 25. if(ret < 0)
- 26. {
- 27. #ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
- 28. printf("%d: sendto error. %ld\r\n",sn,ret);
- 29. #endif
- 30. return ret;
- 31. }
- 32. sentsize += ret;
- 33. }
- 34. }
- 35. break;
- 36. case SOCK_CLOSED: /*socket处于关闭状态*/
- 37. if((ret = socket(sn, Sn_MR_UDP, port, 0x00)) != sn) /*初始化socket*/
- 38. return ret;
- 39. #ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
- 40. printf("%d:Opened, UDP loopback, port [%d]\r\n", sn, port);
- 41. #endif
- 42. break;
- 43. default :
- 44. break;
- 45. }
- 46. return 1;
- 47. }
SOCK_UDP 的状态，默认是关闭，37行初始化SOCK_UDP。之后8行则是判断是否有数据发送到数据缓冲区，11行判断如果有就将数据复制到buf数组内，然后打印串口信息，并且将数据回发到发送方。 至此，UDP例程代码解析就结束了。将UDP例程编译烧录后打印串口信息结果如图20.4.1。 图20.4.1UDP例程打印结果 使用网络调试助手，测试PC和W7500EVB，是否能收发数据。结果如图20.4.2，连接成功，收发数据正常。W7500EVB设置为UDP协议成功。 图20.4.2 UDP数据交互
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发表于 2018-3-21 18:52:04
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